JP6860436B2 - Optical isolator module - Google Patents

Optical isolator module Download PDF

Info

Publication number
JP6860436B2
JP6860436B2 JP2017127849A JP2017127849A JP6860436B2 JP 6860436 B2 JP6860436 B2 JP 6860436B2 JP 2017127849 A JP2017127849 A JP 2017127849A JP 2017127849 A JP2017127849 A JP 2017127849A JP 6860436 B2 JP6860436 B2 JP 6860436B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
optical isolator
light
optical elements
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017127849A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019012135A (en
Inventor
聡明 渡辺
聡明 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2017127849A priority Critical patent/JP6860436B2/en
Priority to US15/972,321 priority patent/US10962813B2/en
Priority to EP18176936.5A priority patent/EP3422060B1/en
Publication of JP2019012135A publication Critical patent/JP2019012135A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6860436B2 publication Critical patent/JP6860436B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/093Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/16Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 series; tandem
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/18Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 parallel
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00Function characteristic
    • G02F2203/06Polarisation independent

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Description

本発明は、光アイソレータモジュールに関する。 The present invention relates to an optical isolator module.

光通信や光計測において、光源となる半導体レーザから出た光が、伝送路途中に設けられた部材表面、ファイバ端、又はレンズ端からの反射によって半導体レーザに戻ってくると、レーザ発振が不安定になってしまう。このような反射戻り光を遮断するために、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子を用いた光アイソレータが使用される(特許文献1)。 In optical communication and optical measurement, when the light emitted from the semiconductor laser as a light source returns to the semiconductor laser due to reflection from the member surface, fiber end, or lens end provided in the middle of the transmission path, laser oscillation does not occur. It becomes stable. In order to block such reflected return light, an optical isolator using a Faraday rotator that rotates the plane of polarization in a non-reciprocal manner is used (Patent Document 1).

偏光依存光アイソレータの基本構成の一例を図13に示す。偏光依存光アイソレータは、通常、2枚の偏光子(第1の偏光子1、第2の偏光子2)の間にファラデー回転子3を配置し、磁石によって、ファラデー回転子3に進行方向と平行な磁場を印加する構成となっている。 FIG. 13 shows an example of the basic configuration of the polarization-dependent optical isolator. In a polarization-dependent optical isolator, a Faraday rotator 3 is usually arranged between two polarizers (a first polarizer 1 and a second polarizer 2), and a magnet is used to cause the Faraday rotator 3 to move in a traveling direction. It is configured to apply a parallel magnetic field.

図13の(a)のように順方向から光を入射すると、入射光は第1の偏光子1によって直線偏光にされ、ファラデー回転子3を透過する。入射直線偏光は、このファラデー回転子3によって45°回転され、透過方向が鉛直から45°傾斜するように設けられた第2の偏光子2を通して射出される。 When light is incident from the forward direction as shown in FIG. 13A, the incident light is linearly polarized by the first polarizer 1 and passes through the Faraday rotator 3. The incident linearly polarized light is rotated by 45 ° by the Faraday rotator 3 and emitted through a second polarizer 2 provided so that the transmission direction is inclined by 45 ° from the vertical direction.

一方、図13の(b)のように逆方向から光を入射すると、戻り光の様々な偏光成分のうち、鉛直から45°傾斜した成分のみが第2の偏光子2を透過する。この偏光成分は、ファラデー回転子3によって更に45°の旋光を受けて、第1の偏光子1の透過方向とは垂直に向いた偏光となるため、光源側には光が戻らない。 On the other hand, when light is incident from the opposite direction as shown in FIG. 13B, only the component inclined by 45 ° from the vertical passes through the second polarizing element 2 among the various polarizing components of the return light. This polarized light component receives further 45 ° of optical rotation by the Faraday rotator 3 and becomes polarized light perpendicular to the transmission direction of the first polarizing element 1, so that the light does not return to the light source side.

特開2011−150208号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-150208

近年、半導体レーザモジュールの小型化が図られる一方で、モジュール内部では多様な偏光処理が求められている。なかには、今まで想定されていなかったような、近接する光アイソレータによって相反する方向の透過光を処理する要求もある。 In recent years, while miniaturization of semiconductor laser modules has been achieved, various polarization treatments are required inside the modules. There is also a demand for processing transmitted light in opposite directions by an adjacent optical isolator, which has not been expected until now.

しかしながら、複数個の光アイソレータを近接させた場合、各光アイソレータに含まれる磁石による磁場干渉が問題となる。このことは、挿入損失の増大やアイソレーションの劣化など、光アイソレータ本来の性能を発揮できなくなる要因となる。 However, when a plurality of optical isolators are brought close to each other, magnetic field interference due to magnets contained in each optical isolator becomes a problem. This causes factors such as an increase in insertion loss and deterioration of isolation, which makes it impossible to exhibit the original performance of the optical isolator.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、複数個の光アイソレータを近接させた場合でも、磁場干渉による挿入損失の増大やアイソレーションの劣化等の性能劣化を防止することができる光アイソレータモジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to prevent performance deterioration such as increase in insertion loss and deterioration of isolation due to magnetic field interference even when a plurality of optical isolators are brought close to each other. It is an object of the present invention to provide a capable optical isolator module.

上記問題を解決するために、本発明では、ファラデー回転子を含んで構成され、磁場が印加されたときに光アイソレータ機能を有する光学素子を複数個と、
前記複数個の光学素子に含まれるファラデー回転子に対して磁場を印加する磁石と、
を含んで構成され、
前記複数個の光学素子のうち少なくとも二個の光学素子は、互いに異なる方向について光アイソレータ機能を有し、前記磁石が印加する磁場方向が同一方向である光アイソレータモジュールを提供する。
In order to solve the above problem, in the present invention, a plurality of optical elements including a Faraday rotator and having an optical isolator function when a magnetic field is applied are provided.
A magnet that applies a magnetic field to the Faraday rotator included in the plurality of optical elements, and
Consists of, including
At least two of the plurality of optical elements have optical isolator functions in different directions, and provide an optical isolator module in which the magnetic field directions applied by the magnets are the same.

このような光アイソレータモジュールであれば、複数個の光アイソレータを近接させた場合でも、磁場干渉による挿入損失の増大やアイソレーションの劣化等の性能劣化を防止することができる光アイソレータモジュールとなる。 Such an optical isolator module is an optical isolator module that can prevent performance deterioration such as an increase in insertion loss and isolation deterioration due to magnetic field interference even when a plurality of optical isolators are brought close to each other.

この場合、前記光学素子は、更に偏光子を含んで構成されるものであることが好ましい。 In this case, the optical element is preferably configured to further include a polarizer.

このような偏光子を含んで構成された光学素子であれば、本発明の光アイソレータモジュールにおいて好適に用いることができる。 Any optical element configured to include such a polarizer can be suitably used in the optical isolator module of the present invention.

また、前記複数個の光学素子のうち少なくとも二個の光学素子は、相反する方向について光アイソレータ機能を有するものであることが好ましい。 Further, it is preferable that at least two of the plurality of optical elements have an optical isolator function in opposite directions.

このような光学素子を含んで構成されていても、本発明の光アイソレータモジュールであれば、いずれの光学素子も高い性能を発揮することができる。 Even if the optical isolator module of the present invention is configured to include such an optical element, any of the optical elements can exhibit high performance.

また、前記光学素子の個数を二個とすることができる。 Further, the number of the optical elements can be two.

本発明の光アイソレータモジュールの構成は、光学素子の個数が二個であるときに好適に用いることができる。 The configuration of the optical isolator module of the present invention can be suitably used when the number of optical elements is two.

また、前記磁石は、単一の磁石であることが好ましい。 Further, the magnet is preferably a single magnet.

このような単一の磁石を用いれば、本発明の光アイソレータモジュールは組み立てが容易なものとなる。 By using such a single magnet, the optical isolator module of the present invention can be easily assembled.

また、前記光学素子は、平板状基台の平面上に固定され、順方向における出射光の偏光方向が、前記基台の設置平面に対して平行であることが好ましい。 Further, it is preferable that the optical element is fixed on the plane of the flat plate-shaped base, and the polarization direction of the emitted light in the forward direction is parallel to the installation plane of the base.

このような光学素子を含んで構成される光アイソレータモジュールであれば、入射偏光方向依存性がある導波路型変調器等と併せて使用する際に、組み込みが容易なものとなる。 An optical isolator module including such an optical element can be easily incorporated when used in combination with a waveguide type modulator or the like having an incident polarization direction dependence.

また、前記複数個の光学素子の入射面は、それぞれ光の透過方向に垂直な面に対して傾斜しており、複数個の光学素子の各々の傾斜方向は、同一方向であることが好ましい。 Further, it is preferable that the incident surfaces of the plurality of optical elements are inclined with respect to the surface perpendicular to the light transmission direction, and the inclination directions of the plurality of optical elements are the same.

このような構成を有する、光学素子を含んで構成される光アイソレータモジュールであれば、一方の光学素子の残存反射による他方の光学素子への影響を防止できるものとなる。 An optical isolator module having such a configuration and including an optical element can prevent the residual reflection of one optical element from affecting the other optical element.

本発明のような光アイソレータモジュールであれば、半導体レーザモジュール等において、小型化・省スペース化に貢献でき、磁場干渉による性能劣化なく、近接する位置で異なる方向の透過光処理が可能となる。 An optical isolator module as in the present invention can contribute to miniaturization and space saving in a semiconductor laser module or the like, and can perform transmitted light processing in different directions at close positions without performance deterioration due to magnetic field interference.

本発明の光アイソレータモジュールの構成の一例を示す上面模式図である。It is a top view which shows an example of the structure of the optical isolator module of this invention. 図1の光学素子(I)における透過偏光方向の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the transmission polarization direction in the optical element (I) of FIG. 図1の光学素子(II)における透過偏光方向の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the transmission polarization direction in the optical element (II) of FIG. 本発明の光アイソレータモジュールの構成の別の例を示す上面模式図である。It is a top view which shows another example of the structure of the optical isolator module of this invention. 図4の光学素子(III)における透過偏光方向の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the transmission polarization direction in the optical element (III) of FIG. 図4の光学素子(IV)における透過偏光方向の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the transmission polarization direction in the optical element (IV) of FIG. 本発明の光アイソレータモジュールの構成の一例を示す正面模式図である。It is a front schematic diagram which shows an example of the structure of the optical isolator module of this invention. 本発明の光アイソレータモジュールの構成の別の例を示す正面模式図である。It is a front schematic diagram which shows another example of the structure of the optical isolator module of this invention. 比較例1の光アイソレータモジュールの上面模式図である。It is a top view of the optical isolator module of Comparative Example 1. FIG. 比較例1の光アイソレータモジュールの正面模式図である。It is a front schematic diagram of the optical isolator module of Comparative Example 1. 比較例1の光アイソレータ(V)における透過偏光方向を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the transmission polarization direction in the optical isolator (V) of the comparative example 1. FIG. 比較例1の光アイソレータ(VI)における透過偏光方向を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the transmission polarization direction in the optical isolator (VI) of the comparative example 1. FIG. 偏光依存光アイソレータの構成を説明する模式図であり、(a)は偏光依存光アイソレータに順方向から光を入射した時を示す模式図であり、(b)は偏光依存光アイソレータに逆方向から光を入射した時を示す模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the polarization-dependent optical isolator, (a) is a schematic diagram showing the time when light is incident on the polarization-dependent optical isolator from the forward direction, and (b) is the schematic diagram showing the case where light is incident on the polarization-dependent optical isolator from the opposite direction. It is a schematic diagram which shows the time when the light is incident. 偏光無依存光アイソレータの構成を説明する模式図であり、(a)は偏光無依存光アイソレータに順方向から光を入射した時を示す模式図であり、(b)は偏光無依存光アイソレータに逆方向から光を入射した時を示す模式図である。It is a schematic diagram explaining the structure of the polarization-independent optical isolator, (a) is a schematic diagram showing the time when light is incident on the polarization-independent optical isolator from the forward direction, and (b) is the polarization-independent optical isolator. It is a schematic diagram which shows the time when the light is incident from the opposite direction.

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、磁場を印加したときに光アイソレータ機能を有する複数個の光学素子に対して、同一方向の磁場を印加して、各光学素子による光アイソレータ機能の方向が互いに異なるようにすれば、磁場干渉による挿入損失の増大やアイソレーションの劣化等の性能劣化を防止できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor applies magnetic fields in the same direction to a plurality of optical elements having an optical isolator function when a magnetic field is applied, and each optical element. It has been found that if the directions of the optical isolator functions are different from each other, it is possible to prevent an increase in insertion loss due to magnetic field interference and performance deterioration such as deterioration of isolation, and this invention has been made.

即ち、本発明は、ファラデー回転子を含んで構成され、磁場が印加されたときに光アイソレータ機能を有する光学素子を複数個と、複数個の光学素子に含まれるファラデー回転子に対して磁場を印加する磁石と、を含んで構成され、複数個の光学素子のうち少なくとも二個の光学素子は、互いに異なる方向について光アイソレータ機能を有し、磁石が印加する磁場方向が同一方向である光アイソレータモジュールである。 That is, the present invention is configured to include a Faraday rotator and has a plurality of optical elements having an optical isolator function when a magnetic field is applied, and a magnetic field is applied to the Faraday rotator included in the plurality of optical elements. An optical isolator that includes a magnet to be applied, and at least two of the plurality of optical elements have optical isolator functions in different directions from each other, and the magnetic field directions applied by the magnets are the same. It is a module.

以下、本発明について図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1は、本発明の光アイソレータモジュールの構成例を示す上面模式図である。また、本発明の光アイソレータモジュールの構成例を示す正面模式図を図7、図8に示した。 FIG. 1 is a schematic top view showing a configuration example of the optical isolator module of the present invention. Further, FIGS. 7 and 8 show schematic front views showing a configuration example of the optical isolator module of the present invention.

本発明の光アイソレータモジュールは、磁場が印加されたときに光アイソレータ機能を有する光学素子を複数個含んで構成される。光学素子の個数は、二個とすることができるし、それ以上であってもよい。 The optical isolator module of the present invention is configured to include a plurality of optical elements having an optical isolator function when a magnetic field is applied. The number of optical elements may be two or more.

光学素子の具体的な構成は限定されないが、例えば、磁場を印加したときに偏光依存光アイソレータとして機能するように構成される。この場合、図1に示されるように、光学素子101、102はファラデー回転子3と2枚の偏光子(第1の偏光子1、第2の偏光子2)とを含んで構成され、通常、2枚の偏光子の間にファラデー回転子3を配置した構成となる。便宜上、図1中の光学素子101を光学素子(I)、光学素子102を光学素子(II)と呼ぶ。 The specific configuration of the optical element is not limited, but for example, it is configured to function as a polarization-dependent optical isolator when a magnetic field is applied. In this case, as shown in FIG. 1, the optical elements 101 and 102 are usually configured to include a Faraday rotator 3 and two polarizers (first and second polarizers 2). The Faraday rotator 3 is arranged between the two polarizers. For convenience, the optical element 101 in FIG. 1 is referred to as an optical element (I), and the optical element 102 is referred to as an optical element (II).

また、光アイソレータに続いて入射偏光方向依存性のある導波路型変調器を配置する場合に、出射光の偏光方向を調整するために出射側に1/2波長板4を配置するなど、光学素子に任意の要素を加えてもよい。 Further, when a waveguide type modulator having an incident polarization direction dependence is arranged following the optical isolator, a 1/2 wavelength plate 4 is arranged on the exit side in order to adjust the polarization direction of the emitted light. Any element may be added to the element.

図1における光学素子(I)、(II)の透過偏光方向の一例を示す模式図を、それぞれ図2、3に示した。図2、3の双方向矢印は、光学素子を順方向から見た時の透過偏光方向を模式的に示している。図1中の点a〜eは図2中の点a〜eに対応し、図1中の点f〜jは図3中の点f〜jに対応する。図2、3に示すように、本発明のいずれの光学素子も、順方向においては光を透過し、逆方向においては光を透過しないように構成されている。 Schematic diagrams showing an example of the transmission and polarization directions of the optical elements (I) and (II) in FIG. 1 are shown in FIGS. 2 and 3, respectively. The bidirectional arrows in FIGS. 2 and 3 schematically show the transmitted polarization direction when the optical element is viewed from the forward direction. The points a to e in FIG. 1 correspond to the points a to e in FIG. 2, and the points f to j in FIG. 1 correspond to the points f to j in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, any of the optical elements of the present invention is configured to transmit light in the forward direction and not to transmit light in the reverse direction.

光学素子は1.5段型や2段型の構成とすることもできる。1.5段型の光学素子を含んで構成される本発明の光アイソレータモジュールの構成例の上面模式図を図4に示し、図4における光学素子(III)、(IV)(図4中の光学素子103を便宜上光学素子(III)、光学素子104を光学素子(IV)と呼ぶ。)の透過偏光方向の一例を示す模式図を、それぞれ図5、6に示した。図5、6の双方向矢印は、光学素子を順方向から見た時の透過偏光方向を模式的に示している。図4中の点k〜qは図5中の点k〜qに対応し、図4中の点r〜xは図6中の点r〜xに対応する。1.5段型の構成は、光の透過経路上に、第1の偏光子1、第1のファラデー回転子6、第2の偏光子2、第2のファラデー回転子7、第3の偏光子5の順に配置した構成である。また、2段型の構成は、光の透過経路上に、第1の偏光子、第1のファラデー回転子、第2の偏光子、第3の偏光子、第2のファラデー回転子、第4の偏光子の順に配置した構成である。 The optical element may have a 1.5-stage type or a 2-stage type configuration. FIG. 4 shows a schematic top view of a configuration example of the optical isolator module of the present invention including a 1.5-stage optical element, and the optical elements (III) and (IV) in FIG. 4 (in FIG. 4). A schematic diagram showing an example of the transmission polarization direction of the optical element 103 is referred to as an optical element (III) and the optical element 104 is referred to as an optical element (IV) for convenience is shown in FIGS. The bidirectional arrows in FIGS. 5 and 6 schematically indicate the transmitted polarization direction when the optical element is viewed from the forward direction. Points k to q in FIG. 4 correspond to points k to q in FIG. 5, and points r to x in FIG. 4 correspond to points r to x in FIG. The 1.5-stage configuration has a first polarizer 1, a first Faraday rotator 6, a second Faraday rotator 2, a second Faraday rotator 7, and a third polarized light on a light transmission path. It is a configuration in which the children 5 are arranged in this order. Further, the two-stage configuration has a first polarizer, a first Faraday rotator, a second polarizer, a third polarizer, a second Faraday rotator, and a fourth on the light transmission path. It is a configuration in which the polarizers are arranged in this order.

1.5段型や2段型の光学素子を含んで構成される本発明の光アイソレータモジュールは、波長可変レーザ光源を用いる場合や高いアイソレーションが必要な場合に好ましく用いられる。 The optical isolator module of the present invention, which includes 1.5-stage or 2-stage optical elements, is preferably used when a tunable laser light source is used or when high isolation is required.

光学素子は、磁場を印加したときに偏光無依存光アイソレータとして機能するように構成されていてもよい。偏光無依存光アイソレータの基本構成の一例を図14に示す。偏光無依存光アイソレータは、通常、2枚の複屈折結晶(第1の複屈折結晶10、第2の複屈折結晶11)の間にファラデー回転子3と1/2波長板4を配置した構成となっている。 The optical element may be configured to function as a polarization-independent optical isolator when a magnetic field is applied. An example of the basic configuration of the polarization-independent optical isolator is shown in FIG. The polarization-independent optical isolator usually has a configuration in which a Faraday rotator 3 and a 1/2 wave plate 4 are arranged between two birefringent crystals (first birefringent crystal 10 and second birefringent crystal 11). It has become.

図14の(a)のように、順方向から光を入射すると、入射光は第1の複屈折結晶10によって常光線と、常光線と垂直な偏光方向の異常光線に分離される。これらの光線はファラデー回転子3によって45°回転され、更に1/2波長板4で同一方向に45°回転して第2の複屈折結晶11に入射する。このとき、常光線と異常光線の偏光方向が入れ替わることになるため、第2の複屈折結晶11を通すと分離されていた光が合成されて出射する。 When light is incident from the forward direction as shown in FIG. 14A, the incident light is separated into an ordinary ray and an abnormal ray in the polarization direction perpendicular to the ordinary ray by the first birefringent crystal 10. These light rays are rotated by 45 ° by the Faraday rotator 3 and further rotated by 45 ° in the same direction on the 1/2 wavelength plate 4 to enter the second birefringent crystal 11. At this time, since the polarization directions of the normal light rays and the abnormal light rays are exchanged with each other, the separated light is synthesized and emitted when the light is passed through the second birefringent crystal 11.

一方、図14の(b)のように逆方向から光を入射すると、戻り光は、第2の複屈折結晶11で常光線と、常光線と垂直な偏光方向の異常光線に分離され、1/2波長板4で45°回転されるが、ファラデー回転子3では1/2波長板4と逆方向に45°回転して第1の複屈折結晶10に入射する。このとき、常光線と異常光線の偏光方向は第2の複屈折結晶11で分離された時と同じとなるため、両光線の分離はさらに進み、光は光源に戻らない。 On the other hand, when light is incident from the opposite direction as shown in FIG. 14B, the return light is separated into an ordinary ray by the second birefringent crystal 11 and an abnormal ray in the polarization direction perpendicular to the ordinary ray. The / 2 wave plate 4 is rotated by 45 °, but the Faraday rotor 3 is rotated by 45 ° in the direction opposite to that of the 1/2 wave plate 4 and is incident on the first birefringent crystal 10. At this time, since the polarization directions of the ordinary light rays and the abnormal light rays are the same as when they are separated by the second birefringent crystal 11, the separation of the two light rays further progresses, and the light does not return to the light source.

なお、光学素子を、磁場を印加したときに偏光無依存光アイソレータとして機能するように構成する場合でも1.5段型や2段型の構成を採用することができる。 Even when the optical element is configured to function as a polarization-independent optical isolator when a magnetic field is applied, a 1.5-stage type or a two-stage type configuration can be adopted.

本発明の光学素子に用いるファラデー回転子の材料は、ファラデー効果を示す材料であれば特に限定されない。例えば、ビスマス置換希土類鉄ガーネット((RBi)Fe12)、イットリウム鉄ガーネット(YFe12)、テルビウムガリウムガーネット(TbGa12)、ファラデー回転ガラス等が挙げられる。ファラデー回転子を短くすることができるため、ファラデー回転係数又はベルデ定数の大きな材料が好ましい。 The material of the Faraday rotator used in the optical element of the present invention is not particularly limited as long as it exhibits a Faraday effect. Examples thereof include bismuth-substituted rare earth iron garnet ((RBi) 3 Fe 5 O 12 ), yttrium iron garnet (Y 3 Fe 5 O 12 ), terbium gallium garnet (Tb 3 Ga 5 O 12 ), and Faraday rotating glass. Since the Faraday rotator can be shortened, a material having a large Faraday rotator coefficient or Verdet constant is preferable.

また、本発明の光学素子に用いる偏光子の種類は特に限定されず、偏光ガラス、偏光ビームスプリッタ(PBS)、複屈折性結晶を用いたプリズム型偏光子、ワイヤーグリッド型偏光子等を用いることができる。中でも偏光ガラスは、光路長を短縮できるため好ましい。 The type of polarizer used in the optical element of the present invention is not particularly limited, and a polarizing glass, a polarizing beam splitter (PBS), a prism-type splitter using a birefringent crystal, a wire grid-type polarizer, or the like is used. Can be done. Of these, polarized glass is preferable because it can shorten the optical path length.

光学素子の要素(ファラデー回転子、偏光子、1/2波長板、複屈折結晶等)は、接着剤等を介して固定されていてもよい。また、各要素の光の透過面には、隣接する材料に応じた反射防止膜を設けることが好ましい。 The elements of the optical element (Faraday rotator, polarizer, 1/2 wave plate, birefringent crystal, etc.) may be fixed via an adhesive or the like. Further, it is preferable to provide an antireflection film corresponding to the adjacent material on the light transmitting surface of each element.

本発明の光アイソレータモジュールに含まれる複数個の光学素子の構成は、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。 The configurations of the plurality of optical elements included in the optical isolator module of the present invention may be the same or different.

本発明の光アイソレータモジュールは、複数個の光学素子のファラデー回転子に対して、磁場を印加する磁石8を含んで構成される(図7、8参照)。磁石8は、単一の磁石を用いても、複数の磁石を組み合わせて用いてもよいが、印加する磁場方向が同一方向である必要がある。なお、単一の磁石を用いることが好ましい。 The optical isolator module of the present invention includes a magnet 8 that applies a magnetic field to the Faraday rotators of a plurality of optical elements (see FIGS. 7 and 8). The magnet 8 may use a single magnet or a combination of a plurality of magnets, but the magnetic field directions to be applied must be the same. It is preferable to use a single magnet.

磁石の種類は特に限定されず、SmCo磁石、Nd‐Fe‐B磁石、射出成型磁石(ボンド磁石)等を用いることができる。中でもSmCo磁石は、キュリー温度が高く、錆びにくいため好ましい。また、磁石の形状も特に限定されないが、組み立ての容易さから平板形状の磁石を用いることが好ましい。 The type of magnet is not particularly limited, and SmCo magnets, Nd-Fe-B magnets, injection molded magnets (bonded magnets) and the like can be used. Of these, SmCo magnets are preferable because they have a high Curie temperature and are resistant to rust. The shape of the magnet is not particularly limited, but it is preferable to use a flat plate magnet for ease of assembly.

磁石8は、光学素子の上端や光学素子間など、任意の場所に配置できる。例えば図7に示されるように、磁石8を光学素子の上端に配置すれば組み立てが非常に容易である。また、図8に示されるように、光学素子間に磁石8を配置すれば迷光を遮断できる利点がある。 The magnet 8 can be arranged at an arbitrary place such as the upper end of the optical element or between the optical elements. For example, as shown in FIG. 7, if the magnet 8 is arranged at the upper end of the optical element, the assembly is very easy. Further, as shown in FIG. 8, if the magnet 8 is arranged between the optical elements, there is an advantage that stray light can be blocked.

本発明の光アイソレータモジュールにおいて、複数個の光学素子のうち少なくとも二個の光学素子は、互いに異なる方向について光アイソレータ機能を有する。ここで、光アイソレータ機能の方向とは、入射光が透過可能な順方向のことを指す。 In the optical isolator module of the present invention, at least two of the plurality of optical elements have optical isolator functions in different directions. Here, the direction of the optical isolator function refers to the forward direction through which the incident light can be transmitted.

また、光学素子のうち少なくとも二個の光学素子について、光アイソレータ機能の方向は、相反する方向であることが好ましい。このとき、これらの光学素子の光軸が互いに平行であれば、同一方向の磁場に対して何れも高い性能を発揮することができるため、好ましい。 Further, for at least two optical elements among the optical elements, the directions of the optical isolator functions are preferably opposite directions. At this time, if the optical axes of these optical elements are parallel to each other, high performance can be exhibited with respect to a magnetic field in the same direction, which is preferable.

光学素子は、図1、図4、図7、図8のように、平板状基台9の平面上に固定されることが好ましい。このとき、図2、3、5、及び6のように、順方向における出射光の偏光方向が、基台9の設置平面に対して平行であることがより好ましい。このようにすれば、入射偏光方向依存性がある導波路型変調器等と併せて使用する際に、組み込みが容易となる。 It is preferable that the optical element is fixed on the plane of the flat plate-shaped base 9 as shown in FIGS. 1, 4, 7, and 8. At this time, as shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, it is more preferable that the polarization direction of the emitted light in the forward direction is parallel to the installation plane of the base 9. In this way, when used in combination with a waveguide type modulator or the like having an incident polarization direction dependence, it becomes easy to incorporate.

なお、基台9に用いる材料は特に限定されないが、放熱性の観点から、アルミナ等の熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。 The material used for the base 9 is not particularly limited, but from the viewpoint of heat dissipation, it is preferable to use a material having high thermal conductivity such as alumina.

また、図1、図4のように、光学素子の入射面は、それぞれ光の透過方向に垂直な面に対して傾斜していることが好ましく、光学素子の入射面の各々の傾斜方向は同一方向であることがより好ましい。このとき、各光学素子の入射面の傾斜方向と傾斜角度は、一方の光学素子の残存反射による他方の光学素子への影響を防止できるように、適宜選択される。 Further, as shown in FIGS. 1 and 4, it is preferable that the incident surface of the optical element is inclined with respect to the surface perpendicular to the light transmission direction, and the inclined directions of the incident surfaces of the optical element are the same. The direction is more preferable. At this time, the inclination direction and the inclination angle of the incident surface of each optical element are appropriately selected so as to prevent the influence of the residual reflection of one optical element on the other optical element.

このような本発明の光アイソレータモジュールであれば、複数個の光アイソレータを近接させた場合でも、磁場干渉による挿入損失の増大やアイソレーションの劣化等の性能劣化を防止することができる。 With such an optical isolator module of the present invention, it is possible to prevent performance deterioration such as an increase in insertion loss and isolation deterioration due to magnetic field interference even when a plurality of optical isolators are brought close to each other.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
実施例1では、ファラデー回転子として(TbEuBi)(FeGa)12結晶を、偏光子として偏光ガラス(コーニング社製ポーラコア)を用い、図1に示される光アイソレータモジュールを作製した。また、各光学素子(I)、(II)における透過偏光方向がそれぞれ図2、3に示されるような透過偏光方向になるよう構成した。以下に実施例1の光アイソレータモジュールの詳細な作製手順を記す。
[Example 1]
In Example 1, an optical isolator module shown in FIG. 1 was produced using a (TbEuBi) 3 (FeGa) 5 O 12 crystal as a Faraday rotator and a polarizing glass (Polar core manufactured by Corning Inc.) as a polarizer. Further, the transmission polarization directions of the optical elements (I) and (II) are configured to be the transmission polarization directions as shown in FIGS. The detailed manufacturing procedure of the optical isolator module of Example 1 will be described below.

まず、11.0mm×11.0mm×0.2mmの偏光ガラス(第1の偏光子1)を準備して、一方の面には対空気の反射防止コーティングを、もう一方の面には対接着剤の反射防止コーティングを施した。次に、第1の偏光子1の対接着剤の反射防止コーティングを施した面に、両面に対接着剤の反射防止コーティングを施した11.0mm×11.0mm×0.54mmのファラデー回転子3を、接着剤を介して貼り合わせた。 First, 11.0 mm × 11.0 mm × 0.2 mm polarized glass (first polarizer 1) is prepared, and one surface is coated with an anti-aircraft antireflection coating, and the other surface is coated with anti-adhesive. Anti-reflective coating of the agent was applied. Next, a 11.0 mm × 11.0 mm × 0.54 mm Faraday rotator having an anti-adhesive anti-reflective coating on both sides of the anti-adhesive anti-reflection coating of the first polarizing element 1. 3 was bonded via an adhesive.

ファラデー回転子3の、第1の偏光子1を貼り合わせていない方の面に、両面に対接着剤の反射防止コーティングを施した11.0mm×11.0mm×0.2mmの偏光ガラス(第2の偏光子2)を、接着剤を介して貼り合わせた。 11.0 mm x 11.0 mm x 0.2 mm polarized glass with anti-adhesive anti-reflection coating on both sides of the Faraday rotator 3 on the side to which the first polarizer 1 is not attached (No. 1 The polarizer 2) of 2 was bonded via an adhesive.

続いて、一方の面に対空気の反射防止コーティングを、もう一方の面に対接着剤の反射防止コーティングを施した水晶1/2波長板4を準備した。第2の偏光子2の、ファラデー回転子3を貼り合わせていない方の面に、1/2波長板4の対接着剤の反射防止コーティングを施した面を、接着剤を介して貼り合わせた。 Subsequently, a crystal 1/2 wave plate 4 having an anti-air reflection coating on one surface and an anti-adhesive anti-reflection coating on the other surface was prepared. The surface of the second polarizer 2 to which the Faraday rotator 3 was not bonded was bonded to the surface of the 1/2 wavelength plate 4 to which the antireflection coating of the anti-adhesive was applied, via an adhesive. ..

その後、1.0mm×1.0mmのサイズに切断して光学素子を作製した。ここでは、第1の偏光子1と第2の偏光子2の透過偏光方向は、相対的に45°異なるようにした。 Then, it was cut into a size of 1.0 mm × 1.0 mm to produce an optical element. Here, the transmission polarization directions of the first polarizer 1 and the second polarizer 2 are set to be relatively different by 45 °.

作製した光学素子のうち、二個を平板状のアルミナ製基台9の平面上に配置した。このとき、二個の光学素子101、102について、光アイソレータ機能の方向は、相反する方向となるようにした。また、光学素子101、102の入射面は、光の透過方向に垂直な面に対して傾斜しており、各光学素子101、102の入射面のそれぞれの傾斜方向は同一方向とした。 Two of the produced optical elements were arranged on a flat surface of a flat plate-shaped alumina base 9. At this time, the directions of the optical isolator functions of the two optical elements 101 and 102 are set to be opposite to each other. Further, the incident surfaces of the optical elements 101 and 102 are inclined with respect to the surface perpendicular to the light transmission direction, and the incident surfaces of the optical elements 101 and 102 are inclined in the same direction.

二個の光学素子101、102の上端に、平板形状のSmCo磁石(磁石8)を配置して、図7に示すような表面実装(SMT)構成の光アイソレータモジュールを作製した。なお、ファラデー回転子3と磁場の強さは、温度25℃で、波長1550nmの光が透過した際のファラデー回転角度が45°となるように設定した。 A flat plate-shaped SmCo magnet (magnet 8) was arranged at the upper ends of the two optical elements 101 and 102 to produce an optical isolator module having a surface mount (SMT) configuration as shown in FIG. The Faraday rotator 3 and the strength of the magnetic field were set so that the Faraday rotation angle was 45 ° when light having a wavelength of 1550 nm was transmitted at a temperature of 25 ° C.

図2、3のように、何れの光アイソレータも順方向においては光を透過し、逆方向においては光を透過しないように構成した。また、順方向における射出光の偏光方向は、1/2波長板4によって基台9の設置平面に対して平行になるよう構成した。 As shown in FIGS. 2 and 3, all the optical isolators are configured to transmit light in the forward direction and not to transmit light in the reverse direction. Further, the polarization direction of the emitted light in the forward direction is configured to be parallel to the installation plane of the base 9 by the 1/2 wavelength plate 4.

作製した光アイソレータモジュールの挿入損失とアイソレーションを評価した。光学素子(I)101における順方向の挿入損失は0.15dBであった。また、アイソレーションを評価するために、1/2波長板4を透過した後に、第2の偏光子2の透過偏光方向と同一方向となるような偏光を、逆方向から入射したときの透過光の挿入損失を測定したところ、43dBであった。 The insertion loss and isolation of the prepared optical isolator module were evaluated. The forward insertion loss in the optical element (I) 101 was 0.15 dB. Further, in order to evaluate the isolation, after passing through the 1/2 wave plate 4, the transmitted light when polarized light that is in the same direction as the transmitted polarization direction of the second polarizer 2 is incident from the opposite direction. When the insertion loss of was measured, it was 43 dB.

同様にして、光学素子(II)102における順方向の挿入損失を評価したところ、0.16dBであった。また、逆方向から入射したときの透過光の挿入損失は43dBであった。 Similarly, when the insertion loss in the forward direction of the optical element (II) 102 was evaluated, it was 0.16 dB. Further, the insertion loss of the transmitted light when the light was incident from the opposite direction was 43 dB.

[実施例2]
実施例2では、ファラデー回転子と偏光ガラスは実施例1で用いたものと同様のものを用い、図4に示される光アイソレータモジュールを作製した。また、各光学素子(III)、(IV)における透過偏光方向がそれぞれ図5、6に示されるような透過偏光方向になるよう構成した。以下に実施例2の詳細な作製手順を記す。
[Example 2]
In Example 2, the Faraday rotator and the polarizing glass were the same as those used in Example 1, and the optical isolator module shown in FIG. 4 was produced. Further, the transmission polarization directions of the optical elements (III) and (IV) are configured to be the transmission polarization directions as shown in FIGS. 5 and 6, respectively. The detailed production procedure of Example 2 will be described below.

まず、11.0mm×11.0mm×0.2mmの偏光ガラス(第1の偏光子1)を準備して、一方の面には対空気の反射防止コーティングを、もう一方の面には対接着剤の反射防止コーティングを施した。次に、第1の偏光子1の対接着剤の反射防止コーティングを施した面に、両面に対接着剤の反射防止コーティングを施した11.0mm×11.0mm×0.54mmの(TbEuBi)(FeGa)12結晶(第1のファラデー回転子6)を、接着剤を介して貼り合わせた。 First, 11.0 mm × 11.0 mm × 0.2 mm polarized glass (first polarizer 1) is prepared, and one surface is coated with an anti-aircraft antireflection coating, and the other surface is coated with anti-adhesive. Anti-reflective coating of the agent was applied. Next, a 11.0 mm × 11.0 mm × 0.54 mm (TbEuBi) having an anti-adhesive anti-reflective coating on both sides of the anti-adhesive anti-reflection coating of the first polarizing element 1 (TbEuBi). 3 (FeGa) 5 O 12 crystals (first Faraday rotator 6) were bonded together via an adhesive.

第1のファラデー回転子6の、第1の偏光子1を貼り合わせていない方の面に、両面に対接着剤の反射防止コーティングを施した11.0mm×11.0mm×0.2mmの偏光ガラス(第2の偏光子2)を、接着剤を介して貼り合わせた。 Polarized light of 11.0 mm × 11.0 mm × 0.2 mm with anti-adhesive antireflection coating on both sides of the surface of the first Faraday rotator 6 to which the first polarizer 1 is not attached. Glass (second polarizer 2) was bonded via an adhesive.

続いて、第2の偏光子2の、第1のファラデー回転子6を貼り合わせていない方の面に、両面に対接着剤の反射防止コーティングを施した11.0mm×11.0mm×0.54mmの(TbEuBi)(FeGa)12結晶(第2のファラデー回転子7)を、接着剤を介して貼り合わせた。 Subsequently, 11.0 mm × 11.0 mm × 0. The surface of the second polarizer 2 to which the first Faraday rotator 6 is not bonded is coated with an anti-adhesive antireflection coating on both sides. A 54 mm (TbEuBi) 3 (FeGa) 5 O 12 crystal (second Faraday rotator 7) was bonded via an adhesive.

更に、第2のファラデー回転子7の、第2の偏光子2を貼り合せていない方の面に、両面に対接着剤の反射防止コーティングを施した11.0mm×11.0mm×0.2mmの偏光ガラス(第3の偏光子5)を、接着剤を介して貼り合わせた。 Further, the surface of the second Faraday rotator 7 to which the second polarizer 2 is not bonded is coated with an anti-adhesive antireflection coating on both sides of 11.0 mm × 11.0 mm × 0.2 mm. Polarized glass (third polarizing element 5) was bonded to each other via an adhesive.

次に、一方の面に対空気の反射防止コーティングを、もう一方の面に対接着剤の反射防止コーティングを施した水晶1/2波長板4を準備した。第3の偏光子5の、第2のファラデー回転子7を貼り合せていない方の面に、1/2波長板4の対接着剤の反射防止コーティングを施した面を、接着剤を介して貼り合わせた。 Next, a crystal 1/2 wave plate 4 having an anti-air reflection coating on one surface and an anti-adhesive anti-reflection coating on the other surface was prepared. The surface of the third polarizer 5 to which the second Faraday rotator 7 is not bonded is coated with the antireflection coating of the 1/2 wavelength plate 4 against the adhesive via an adhesive. I pasted them together.

その後、1.0mm×1.0mmのサイズに切断して光学素子を作製した。ここでは、第1の偏光子1と第2の偏光子2、第2の偏光子2と第3偏光子5の透過偏光方向は、それぞれ相対的に45°異なるようにした。 Then, it was cut into a size of 1.0 mm × 1.0 mm to produce an optical element. Here, the transmission polarization directions of the first polarizer 1 and the second polarizer 2, the second polarizer 2 and the third polarizer 5 are set to be relatively different by 45 °.

作製した光学素子のうち、二個を平板状のアルミナ製基台9の平面上に配置した。このとき、二個の光学素子103、104について、光アイソレータ機能の方向は、相反する方向となるようにした。また、光学素子103、104の入射面は、光の透過方向に垂直な面に対して傾斜しており、各光学素子103、104の入射面のそれぞれの傾斜方向は同一方向とした。 Two of the produced optical elements were arranged on a flat surface of a flat plate-shaped alumina base 9. At this time, the directions of the optical isolator functions of the two optical elements 103 and 104 are set to be opposite to each other. Further, the incident surfaces of the optical elements 103 and 104 are inclined with respect to the surface perpendicular to the light transmission direction, and the incident surfaces of the optical elements 103 and 104 are inclined in the same direction.

二個の光学素子103、104の上端に、平板形状のSmCo磁石(磁石8)を配置して、図7に示すような表面実装(SMT)構成の光アイソレータモジュールを作製した。なお、各ファラデー回転子6、7と磁場の強さは、温度25℃で、波長1550nmの光が透過した際のファラデー回転角度が45°となるように設定した。 A flat plate-shaped SmCo magnet (magnet 8) was arranged at the upper ends of the two optical elements 103 and 104 to produce an optical isolator module having a surface mount (SMT) configuration as shown in FIG. The Faraday rotators 6 and 7 and the strength of the magnetic field were set so that the Faraday rotation angle was 45 ° when light having a wavelength of 1550 nm was transmitted at a temperature of 25 ° C.

図5、図6のように、何れの光アイソレータも順方向においては光を透過し、逆方向においては光を透過しないように構成した。また、順方向における射出光の偏光方向は、1/2波長板4によって基台9の設置平面に対して平行になるよう構成した。 As shown in FIGS. 5 and 6, each optical isolator is configured to transmit light in the forward direction and not to transmit light in the reverse direction. Further, the polarization direction of the emitted light in the forward direction is configured to be parallel to the installation plane of the base 9 by the 1/2 wavelength plate 4.

作製した光アイソレータモジュールの挿入損失とアイソレーションを評価した。光学素子(III)103における順方向の挿入損失は0.23dBであった。また、アイソレーションを評価するために、1/2波長板4を透過した後に、第3の偏光子5の透過偏光方向と同一方向となるような偏光を、逆方向から入射したときの透過光の挿入損失を測定したところ、58dBであった。 The insertion loss and isolation of the prepared optical isolator module were evaluated. The forward insertion loss in the optical element (III) 103 was 0.23 dB. Further, in order to evaluate the isolation, after passing through the 1/2 wave plate 4, the transmitted light when polarized light that is in the same direction as the transmitted polarization direction of the third polarizer 5 is incident from the opposite direction. When the insertion loss of was measured, it was 58 dB.

同様にして、光学素子(IV)104における順方向の挿入損失を評価したところ、0.23dBであった。また、逆方向から入射したときの透過光の挿入損失は58dBであった。 Similarly, when the insertion loss in the forward direction of the optical element (IV) 104 was evaluated, it was 0.23 dB. Further, the insertion loss of the transmitted light when the light was incident from the opposite direction was 58 dB.

[比較例1]
比較例1では、実施例1で作製した光学素子と同様のものを用いて、図9、10に示した光アイソレータモジュールを作製した。一個の光学素子をアルミナ製基台9の平面上に配置し、更に光学素子の上端に、平板形状のSmCo磁石(磁石8)を配置して、表面実装(SMT)構成の光アイソレータを作製した。同様にして、光アイソレータを二個作製した。なお、ファラデー回転子3と磁場の強さは、温度25℃で、波長1550nmの光が透過した際のファラデー回転角度が45°となるように設定した。
[Comparative Example 1]
In Comparative Example 1, the optical isolator modules shown in FIGS. 9 and 10 were manufactured using the same optical elements as those manufactured in Example 1. One optical element was arranged on the plane of the alumina base 9, and a flat plate-shaped SmCo magnet (magnet 8) was further arranged at the upper end of the optical element to prepare an optical isolator having a surface mount (SMT) configuration. .. In the same manner, two optical isolators were prepared. The Faraday rotator 3 and the strength of the magnetic field were set so that the Faraday rotation angle was 45 ° when light having a wavelength of 1550 nm was transmitted at a temperature of 25 ° C.

作製した二個の光アイソレータを図9、10の模式図に示すように近接して設置した。また、図11、12に各光アイソレータ105、106における透過偏光方向を示す。便宜上、図9、図10中の光アイソレータ105を光アイソレータ(V)と、光アイソレータ106を光アイソレータ(VI)と呼ぶ。図9中の点A〜Eは図11中の点A〜Eに対応し、図9中の点F〜Jは図12中の点F〜Jに対応する。何れの光アイソレータも順方向においては光を透過し、逆方向においては光を透過しないように構成した。また、順方向における射出光は、1/2波長板4によって偏光方向が基台9の設置平面に対して平行になるよう構成した。なお、光アイソレータ(V)105の磁石8による磁場方向と光アイソレータ(VI)106の磁石8による磁場方向は、互いに相反する方向になるよう構成した。 The two prepared optical isolators were installed close to each other as shown in the schematic views of FIGS. 9 and 10. Further, FIGS. 11 and 12 show the transmission polarization directions of the optical isolators 105 and 106. For convenience, the optical isolator 105 in FIGS. 9 and 10 is referred to as an optical isolator (V), and the optical isolator 106 is referred to as an optical isolator (VI). The points A to E in FIG. 9 correspond to the points A to E in FIG. 11, and the points F to J in FIG. 9 correspond to the points F to J in FIG. Each optical isolator is configured to transmit light in the forward direction and not to transmit light in the reverse direction. Further, the emission light in the forward direction is configured so that the polarization direction is parallel to the installation plane of the base 9 by the 1/2 wavelength plate 4. The magnetic field direction of the optical isolator (V) 105 by the magnet 8 and the magnetic field direction of the optical isolator (VI) 106 by the magnet 8 are configured to be opposite to each other.

比較例1の光アイソレータの挿入損失とアイソレーションを評価した。光アイソレータ(V)105における順方向の挿入損失は0.34dBであった。また、アイソレーションを評価するために、1/2波長板4を透過した後に、第2の偏光子2の透過偏光方向と同一方向となるような偏光を、逆方向から入射したときの透過光の挿入損失を測定したところ、24dBであった。 The insertion loss and isolation of the optical isolator of Comparative Example 1 were evaluated. The forward insertion loss in the optical isolator (V) 105 was 0.34 dB. Further, in order to evaluate the isolation, after passing through the 1/2 wave plate 4, the transmitted light when polarized light that is in the same direction as the transmitted polarization direction of the second polarizer 2 is incident from the opposite direction. When the insertion loss of was measured, it was 24 dB.

同様にして、光アイソレータ(VI)106における順方向の挿入損失を評価したところ、0.36dBであった。また、逆方向から入射したときの透過光の挿入損失は22dBであった。 Similarly, when the forward insertion loss in the optical isolator (VI) 106 was evaluated, it was 0.36 dB. Further, the insertion loss of the transmitted light when the light was incident from the opposite direction was 22 dB.

以上の実施例1、2より、本発明の光アイソレータモジュールは、磁石8の磁場方向が同一であるため、挿入損失やアイソレーションの劣化が少なく、良好であることがわかった。それに対し、比較例1の二個の近接した光アイソレータでは、各光アイソレータの磁石8による磁場が干渉し合うため、本発明の光アイソレータモジュールと比べ、挿入損失が増大し、アイソレーションが劣化することがわかった。 From the above Examples 1 and 2, it was found that the optical isolator module of the present invention is good because the magnetic field direction of the magnet 8 is the same, so that the insertion loss and the deterioration of the isolation are small. On the other hand, in the two close optical isolators of Comparative Example 1, since the magnetic fields generated by the magnets 8 of each optical isolator interfere with each other, the insertion loss increases and the isolation deteriorates as compared with the optical isolator module of the present invention. I understood it.

以上のことから、本発明であれば、複数個の光アイソレータを近接させた場合でも、磁場干渉による挿入損失の増大やアイソレーションの劣化等の性能劣化を防止することができることが明らかになった。 From the above, it has been clarified that according to the present invention, it is possible to prevent performance deterioration such as increase in insertion loss and isolation deterioration due to magnetic field interference even when a plurality of optical isolators are brought close to each other. ..

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and any object having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. Is included in the technical scope of.

1…第1の偏光子、 2…第2の偏光子、 3…ファラデー回転子、
4…1/2波長板、 5…第3の偏光子、 6…第1のファラデー回転子、
7…第2のファラデー回転子、 8…磁石、 9…平板状基台、
10…第1の複屈折結晶、 11…第2の複屈折結晶、
101…光学素子(I)、 102…光学素子(II)、
103…光学素子(III)、 104…光学素子(IV)、
105…光アイソレータ(V)、 106…光アイソレータ(VI)。
1 ... 1st polarizer, 2 ... 2nd polarizer, 3 ... Faraday rotator,
4 ... 1/2 wave plate, 5 ... 3rd polarizer, 6 ... 1st Faraday rotator,
7 ... 2nd Faraday rotator, 8 ... Magnet, 9 ... Flat plate base,
10 ... 1st birefringent crystal, 11 ... 2nd birefringent crystal,
101 ... Optical element (I), 102 ... Optical element (II),
103 ... Optical element (III), 104 ... Optical element (IV),
105 ... Optical isolator (V), 106 ... Optical isolator (VI).

Claims (5)

ファラデー回転子を含んで構成され、磁場が印加されたときに光アイソレータ機能を有する光学素子を複数個と、
前記複数個の光学素子に含まれるファラデー回転子に対して磁場を印加する磁石と、
を含んで構成され、
前記複数個の光学素子のうち少なくとも二個の光学素子は、並列に配置され、互いに異なる方向について光アイソレータ機能を有し、前記磁石が印加する磁場方向が同一方向であり、
前記光学素子は、平板状基台の平面上に固定され、順方向における出射光の偏光方向が、前記基台の設置平面に対して平行であり、
前記磁石は、単一の、平板形状の磁石であり、前記光学素子の上端又は前記複数個の光学素子の間に配置されたものであることを特徴とする光アイソレータモジュール。
A plurality of optical elements including a Faraday rotator and having an optical isolator function when a magnetic field is applied.
A magnet that applies a magnetic field to the Faraday rotator included in the plurality of optical elements, and
Consists of, including
At least two of the plurality of optical elements are arranged in parallel, have optical isolator functions in different directions, and have the same magnetic field direction applied by the magnet.
The optical element is fixed on the plane of the flat base, and the polarization direction of the emitted light in the forward direction is parallel to the installation plane of the base.
The magnet is a single magnet der flat plate shape is, top or an optical isolator module to der characterized Rukoto those disposed between the plurality of optical elements of the optical element.
前記光学素子は、更に偏光子を含んで構成されるものであることを特徴とする請求項1に記載の光アイソレータモジュール。 The optical isolator module according to claim 1, wherein the optical element is configured to further include a polarizer. 前記複数個の光学素子のうち少なくとも二個の光学素子は、相反する方向について光アイソレータ機能を有するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光アイソレータモジュール。 The optical isolator module according to claim 1 or 2, wherein at least two of the plurality of optical elements have optical isolator functions in opposite directions. 前記光学素子の個数が二個であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の光アイソレータモジュール。 The optical isolator module according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of the optical elements is two. 前記複数個の光学素子の入射面は、それぞれ光の透過方向に垂直な面に対して傾斜しており、複数個の光学素子の各々の傾斜方向は、同一方向であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の光アイソレータモジュール。 The incident surface of the plurality of optical elements is inclined with respect to a surface perpendicular to the light transmission direction, and the inclined directions of the plurality of optical elements are the same. The optical isolator module according to any one of items 1 to 4.
JP2017127849A 2017-06-29 2017-06-29 Optical isolator module Active JP6860436B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017127849A JP6860436B2 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Optical isolator module
US15/972,321 US10962813B2 (en) 2017-06-29 2018-05-07 Optical isolator module
EP18176936.5A EP3422060B1 (en) 2017-06-29 2018-06-11 Optical isolator module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017127849A JP6860436B2 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Optical isolator module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019012135A JP2019012135A (en) 2019-01-24
JP6860436B2 true JP6860436B2 (en) 2021-04-14

Family

ID=62630944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017127849A Active JP6860436B2 (en) 2017-06-29 2017-06-29 Optical isolator module

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10962813B2 (en)
EP (1) EP3422060B1 (en)
JP (1) JP6860436B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7472066B2 (en) 2021-03-19 2024-04-22 シチズンファインデバイス株式会社 Optical unit and interference type optical magnetic field sensor device
CN113885231A (en) * 2021-09-13 2022-01-04 珠海光库科技股份有限公司 Optical isolator

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6317426A (en) * 1986-07-09 1988-01-25 Nec Corp Optical isolator
DE3884421T2 (en) * 1987-02-17 1994-02-03 Hitachi Metals Ltd Optical isolator.
JPH02126219A (en) 1988-11-04 1990-05-15 Fuji Elelctrochem Co Ltd Optical isolator
US4988170A (en) 1989-03-31 1991-01-29 Gte Laboratories Incorporated Quasi-achromatic optical isolators and circulators
JPH04338916A (en) * 1990-08-06 1992-11-26 Kyocera Corp Element for optical isolator, optical isolator and semiconductor laser module using the same element
WO1992015040A1 (en) * 1991-02-20 1992-09-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical isolator
JPH0746177B2 (en) * 1991-05-28 1995-05-17 三菱瓦斯化学株式会社 Optical isolator
JPH063622A (en) * 1992-06-19 1994-01-14 Mitsubishi Gas Chem Co Inc Polarization-independent optical isolator
EP0707230B1 (en) 1994-10-11 2001-03-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd Optical isolator
US5566259A (en) * 1994-12-13 1996-10-15 E-Tek Dynamics, Inc. Dual stage optical device with low polarization mode dispersion
US6075642A (en) * 1998-06-18 2000-06-13 Hewlett-Packard Company Multi-port optical isolator
JP2000241763A (en) * 1999-02-24 2000-09-08 Tokin Corp Optical isolator
US6600601B1 (en) * 1999-04-12 2003-07-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polarization-independent optical isolator and production method thereof
US6288826B1 (en) * 2000-01-05 2001-09-11 Jds Uniphase Inc. Multi-stage optical isolator
JP2001264694A (en) * 2000-03-15 2001-09-26 Shin Etsu Chem Co Ltd Polarized wave independent optical isolator
US20030002128A1 (en) 2001-06-14 2003-01-02 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd Optical isolator
JP3973975B2 (en) 2001-06-14 2007-09-12 信越化学工業株式会社 Optical isolator
JP2004177810A (en) 2002-11-28 2004-06-24 Namiki Precision Jewel Co Ltd Optical isolator and optical transmission device
JP2004198549A (en) * 2002-12-16 2004-07-15 Shin Etsu Chem Co Ltd Optical isolator, optical module, and optical amplifier
JP2006047951A (en) * 2004-06-29 2006-02-16 Kyocera Corp Optical isolator
JP2006267434A (en) 2005-03-23 2006-10-05 Kyocera Corp Optical isolator and manufacturing method thereof
JP5528827B2 (en) 2010-01-25 2014-06-25 信越化学工業株式会社 Optical isolator
JP2018205586A (en) * 2017-06-07 2018-12-27 信越化学工業株式会社 Optical isolator and semiconductor laser module

Also Published As

Publication number Publication date
EP3422060A1 (en) 2019-01-02
EP3422060B1 (en) 2022-05-25
US20190004343A1 (en) 2019-01-03
JP2019012135A (en) 2019-01-24
US10962813B2 (en) 2021-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108153002B (en) Polarization independent optical isolator
US10539814B2 (en) Optical isolator and semiconductor laser module
JP6860436B2 (en) Optical isolator module
WO2002014939A1 (en) Farady rotation device and optical device comprising it
US20150124318A1 (en) High magnetic field-type multi-pass faraday rotator
WO1996025683A1 (en) Optical isolator
US11886058B2 (en) Optical isolator
CN101872077B (en) Optoisolator for use in fiber-optic communication
EP3032321B1 (en) Optical device
US20030184861A1 (en) Optical isolator
JP4794056B2 (en) Optical device
JP2786016B2 (en) Optical isolator
US11796778B2 (en) Small, high power optical isolator
JP3981100B2 (en) Reflective optical components
US20150370096A1 (en) Optical Assembly For 90° Polarization Rotation
JP2839042B2 (en) Optical isolator
JP3260159B2 (en) Manufacturing method of magneto-optical component
JPH0720407A (en) Optical isolator
JP2001117060A (en) Optical switch
JP2001042264A (en) Optical circulator
JP2018189880A (en) Polarization member and optical isolator
JP2004062006A (en) Optical isolator
JPH11142789A (en) Optical non-reciprocal circuit device and optical switch using same
JP2003029208A (en) Optical attenuator
JPH04283719A (en) Optical isolator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190620

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200804

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210226

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210323

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210326

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6860436

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150